阀门基本知识讲座

阀门基本知识闸阀。

截止阀，接流阀。

球阀，蝶阀。

止回阀安全阀。

调节阀，减压阀，疏水阀。

汽机旁路系统。

一：闸阀功能：用于控制管路的通断，不调节管路中的介质流量。

工作原理：闸板沿管道中心线的垂直方向作直线升降运动，从而完成阀门的启闭。

应用：闸阀可用于多种压力温度等级和多种口径，应用范围很广。

优点：流体阻力小，启闭省力，对管路介质流向不受限制等。

缺点；密封副有两个密封面，加工较复杂，成本高，相对其他阀门要高大些，启闭时间较长，启闭时密封面间相对磨擦，易引起擦伤。

闸阀按闸板结构、阀杆工作特点，连接形式和驱动方式，分类如下：二：截止阀应用：用途甚广，主要用于介质压力较高及口径不大的场合，接通或切断管路介质。

优点：截止阀具有结构简单，制造与维修方便的优点，启闭时，阀杆沿轴线作直线运动，密封面间几乎无摩擦，且开启高度小,因此阀门的总高度相对要小。

缺点：由于其阀体的结构原因，存在阻力较大，启闭力矩较大，介质流向有要求（一般分下进上出）等缺点。

截止阀以其结构分类归纳于下：三．节流阀功能：作节流，但因其调节精度不高，故不能作调节阀使用。

工作原理：是根据介质流经截面突变处将产生压降，因此通过改变阀座处的通道面积，来调节介质的流量和压力。

缺点：由于节流阀介质在阀瓣和阀座之间流速很高，缝隙很小时极易冲蚀密封面，因而不宜作切断阀用。

四．球阀功能：切断或接通管道中的介质流通通道。

工作原理：借助手柄或其他驱动装置使球体旋转90度（特殊球阀结构例外），使球体的通孔与阀体通道中心线重合或垂直，即完成阀门的全开或全关。

优点：介质流动阻力小，球体的通道直径几乎等于管道内径，故局部阻力损失只有同等长度管道的磨擦阻力；开关迅速且方便，一般情况下球体只需转动90度就完成全开或全关动作；密封性较好等。

缺点：使用温度不高。

一般球阀的结构可分为浮动球球阀和固定球球阀两类。

浮动球球阀的球体自由支承在阀座上，在介质压力作用下，球体在介质流动方向产生位移，使它与阀后阀座密封面更紧密地接触，造成密封面上的比压增大，形成单面密封，同时阀前阀座密封面上的比压相应减小，不能保证密封固定球球阀的球体具有上、下转轴，被固定在球体的轴承中，因此介质压力不能使它产生位移，而是靠浮动的阀座借助弹簧或介质推力，建立密封比压四．蝶阀原理：蝶阀的启闭件为圆盘状，也俗称蝶板，一般为实心。

大型蝶阀的蝶板为减轻重量和减小流阻，常做成空心（隔板式）。

蝶板是通过转轴使其旋转，来完成阀门的启闭过程。

优点：结构简单，长度短、重量轻、体积小，与闸阀相比重量约可减轻一半；蝶阀的启闭全过程，蝶板只需转动90度，因此易于实现快速启闭；由于蝶板两侧均有介质作用，使力矩互相平衡，所以驱动力较小；蝶阀的阀体通道与管道相似，蝶板表面又常呈流线型，故流阻小；蝶板表面形状及其在不同的旋转位置，可以改变流量特性，因而也常用来调节流量。

缺点：过去由于蝶阀的密封副受材料限制，多采用软密封结构，故不适用于高温和高压的场合,其使用压力和温度范围很小；近年来，随着技术进步和发展，已经研制出硬密封蝶阀，可使用的温度和压力有较大提高。

蝶阀的种类可归纳如下：五．止回阀作用：防止管路中介质的倒流，因此常被选用于泵的出口和抽汽、排汽等管道的出口端。

原理：共启闭动作是由介质本身的能量来驱动的。

介质顺流时，阀瓣被推开，介质就流动，一旦介质停止流动或介质出现倒流，则阀瓣立即关闭，通路切断。

常用止回阀有下列三种：（1）升降式止回阀（2）旋启式止回阀。

（3）抽汽止回阀。

六．安全阀工作原理：安全阀是一种起保护作用的阀门。

在正常状况下安全阀外力作用处于关闭状态，当被保护的设备（压力容器或受压管路）中的介质压力超过规定值时，安全阀的阀瓣则自动开启排放介质，使设备内压力下降，当压力降到规定值时，安全阀又自动关闭。

安全阀以其结构不同可分为直通式安全阀和脉冲式安全阀二种。

直通式安全阀又分为杠杆垂式安全阀和弹簧式安全阀。

杠杆重垂式安全阀系采用一重垂通过杠杆加载于阀瓣上来实施开启和关闭。

这种形式的安全阀体积大，重量重，安装与操作不太方便。

目前在高压设备上很少采用，在一般低压管路上仍有采用。

弹簧式安全阀系通过作用在关闭件上的压缩弹簧的弹力来控制阀门的启闭。

弹簧式安全阀相对体积较小，重量轻，且开启关闭的动作较为可靠，要注意的是其作用在阀瓣上的力要随着阀瓣开启高度而改变。

目前在压力设备上基本上都选用弹簧式安全阀，其它装连接方式采用螺纹和法兰的连接方式。

脉冲安全阀，这种结构的安全阀由上部（也称副阀）和下部（亦称主阀）两部分组成。

在正常工况下，下部阀的阀瓣保持关闭状态，介质进入上部阀再进入下部阀。

当介质压力超过规定值时，上部副阀瓣开启，介质进入活塞缸上方推动活塞向下移动，从而驱动下部主阀瓣向下移动，即下部主阀开启排放介质泄压。

另有一种称为附加载荷安全阀，其结构与直通式安全阀类似，所不同的仅是它的启闭从外部采用电动或气动的附加载荷。

七．调节阀；应用；从流体力学观点看，调节阀相当于一个局部阻力可变的节流元件，因此能适应不同使用条件和工况变化的需要，在电厂系统中得到广泛的应用原理；是一种能按控制要求，借助驱动装置来调节阀门的开度，以改变阀内件（阀座、阀瓣）的通流尺寸，使流程管路或设备中的介质压力、流量发生变化或保持一定。

调节阀一般由阀门本体和驱动装置两部分组成，驱动装置通常有电动、气动和液动等区别，要求高的调节阀还带有阀位变送、定位器及控制信号反馈等装置，因此又常把调节阀自动控制的范畴。

电厂调节阀中使用最广泛和较为重要的有喷水调节阀，排污阀，疏水调节阀，水位调节阀，再循环调节阀，给水调节阀，排渣阀，锅炉吹灰减压阀等其他用途的调节阀。

调节阀的选型，应根据介质及其使用温度、压力、流量、压差、比重、噪声和调节要求等条件合理选用。

调节阀制造厂一般提供阀门的流量系数Cv或Kv，允许压差Δp，调节范围R和调节特性（快开、线性、抛物线等百分比）等数据，以及额定温度压力等级、流动方向、泄漏量等级和操作性能等说明。

然而这些仅是属于阀门在特定条件下，经试验得到的固有静态特性，但当阀门安装到实际管路上去后，由于系统原因，串联和并联的不同，以及管路和设备等系统阻力的影响，或运行工况发生较大的变化，将会使调节阀的静态特性发生变化，如线性畸变为快开，等百分比畸变为线性等，此时的特性称为动态特性。

因此动态特性符合实际工作要求，调节阀选型也就正确合理，所以调节阀的选型不仅是对阀门的结构选择，而更重要的是要考虑系统因素。

八．减压阀根据系统中设备对介质压力的使用要求，将系统中的介质压力减到规定的压力，在进口压力、出口流量变化的情况下，保持出口压力维护在一定的范围内。

优点：缺点：但节流性能差，且使用温度不高。

九．旋塞阀原理：旋塞阀的启闭件（旋塞）呈锥形，并绕垂直于管道中心线的轴线旋转，完成阀门的启闭动作。

优点：结构简单，占地小，易安装，启闭只需旋塞转90度。

缺点；旋塞阀的旋塞圆锥面必须严密配合，故存在制造难度大、密封面易损坏和温度升高时旋塞易卡死等缺点。

旋塞阀的结构有以下几类：（1）单旋转式。

（2）上升式。

(3)润滑式十．疏水阀应用；用于需要排冷凝水，并防止蒸汽泄漏，亦称阻汽排水阀，广泛用于蒸汽管道、汽水分离器、蒸汽冷凝器和热交换器等管道和设备，并安装在管道最低点处。

原理主要有下列几种：①浮筒式。

是利用浮筒使启闭件运动的，有垂直安装和水平安装两种形式。

②热动力式。

是利用蒸汽和凝结水的不同热力所产生的动压和静压变化时阀片会上升或下降的原理来排出凝水而阻止蒸汽外漏的。

③自由浮球式。

其工作原理是当凝结水进入阀体内腔时，阀体内液面上升，液体作用于浮球的浮力也逐渐加大，当浮力大于球体本身重量和介质压力的作用时，浮球上升打开座孔，凝结水从孔中排出，液面下降，直到浮球封闭座孔为止就停止排水，以此反复自由启闭排疏。

④双金属片式。

通过两种不同膨胀系数的金属片来启闭阀门，从而达到疏水目的。

⑤脉冲式。

利用具有一定压力的焓值高的热水在压力降低时又重新蒸发成蒸汽的原理来达到阻汽排水的功能。

⑥钟形浮子式。

利用浮动凝结水中的钟形罩来带动启闭件动作。

十一；汽轮机旁路系统我国发电厂汽轮机都设置旁路系统，主要是为了适应中间再热机组的启动和停机的需要，并对机组的运行起一定的安全保护作用。

为此，设置旁路系统的，目的是希望解决以下问题：（1）启动。

在冷态启动时，利用旁路加快汽水循环，使锅炉汽温能迅速提高，缩短汽轮机冲转所需时间；在热态（包括温态和极热态）启动时，用旁路配合锅炉协调汽温，使冲转时的汽温略高于汽缸壁温度，避免金属疲劳减少汽轮机寿命损耗。

（2）停机和减负荷。

在正常停机和减部分负荷时，旁路系统将部分多余蒸汽直接排入凝汽器，加快停机和减负荷过程。

对于事故停机和要求调峰的机组，旁路系统不仅要快速处理多余蒸汽，而且还要保证锅炉在最低负荷下不投油稳定燃烧，以及汽轮机带厂用电运行。

（3）安全保护，在机组运行过程中，由于主蒸汽压力发生波动或跳闸时，旁路能保证锅炉再热汽有蒸汽通过，保护再热器不被干烧，并使锅炉安全门排放时间缩短和回收大量工质。

由于旁路系统要求具有上述功能，并应用了减温减压原理来实现，因而是一种具有安全保护功能的减温减压装置，其自身的可靠性又是极为重要的。

整套旁路系统装置包括减温减压阀门、阀门驱动装置和自动控制系统三部分，并由此构成高压旁路和低压旁路串联的两极串联旁路系统。

高压旁路是与汽轮机高压缸并联的系统，主蒸汽可绕过汽轮机中、低压缸进入凝汽器，因此两级串联旁路系统是可与汽轮机并联运行的系统，系统必须与汽轮机运行参数完全一致，主要是靠能自动调节的蒸汽变换阀、喷水阀和喷水隔离阀等一组阀门来完成的，阀门既能快开／关（时间≤4s），又能慢开／关（时间≤4s）。